JP5624111B2 - Stator for rotating electric machine having regulating member for preventing deformation of coil end and electric motor provided with the stator - Google Patents
Stator for rotating electric machine having regulating member for preventing deformation of coil end and electric motor provided with the stator Download PDFInfo
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Description
本発明は、回転電機の固定子及び該固定子を備える電動機に関する。 The present invention relates to a stator of a rotating electric machine and an electric motor including the stator.
回転電動機などの回転電機に使用される固定子は、固定子コアのスロットに巻回されたコイルを備える。コイルは、固定子コアの端面から外側に突出するコイルエンドを有している。コイルエンドは、絶縁距離を確保するために、半径方向内側に向かって変形しないように塑性変形された状態で固定される。特許文献1は、コイルエンドを半径方向外側に変形させる装置を開示している。 A stator used in a rotating electric machine such as a rotating motor includes a coil wound around a slot of a stator core. The coil has a coil end protruding outward from the end face of the stator core. The coil end is fixed in a plastically deformed state so as not to be deformed inward in the radial direction in order to secure an insulation distance. Patent document 1 is disclosing the apparatus which deform | transforms a coil end to radial direction outer side.
固定子のコイルエンドが半径方向内側に変形するのを簡易な方法で防止できる固定子が望まれている。 There is a demand for a stator that can prevent the coil end of the stator from being deformed radially inward by a simple method.
本願における1番目の発明によれば、軸線方向に延在する複数のスロットを周方向に間隔を空けて有する固定子コアと、前記スロットを通って巻回されるコイルと、を備える回転電機の固定子であって、前記コイルは、前記固定子コアの端面から軸線方向外側に突出するコイルエンドを有しており、当該固定子は、前記コイルエンドが半径方向内側に変形するのを防止する規制部材を前記コイルエンドの半径方向内側に備えており、前記固定子コアが、前記規制部材及び前記コイルエンドを軸線方向において結束する結束部材を取付ける取付機構部を有する、回転電機の固定子が提供される。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a rotary electric machine comprising: a stator core having a plurality of slots extending in the axial direction at intervals in the circumferential direction; and a coil wound through the slots. The stator includes a coil end that protrudes axially outward from an end surface of the stator core, and the stator prevents the coil end from being deformed radially inward. A stator of a rotating electrical machine is provided with a regulating member provided radially inward of the coil end, and the stator core has an attachment mechanism portion for attaching a binding member that binds the regulating member and the coil end in an axial direction. Provided.
本願における2番目の発明によれば、1番目の発明において、前記規制部材は円筒形の形状を有していて、一方の端部における直径が他方の端部における直径よりも大きくなるようにした、固定子が提供される。 According to a second invention of the present application, in the first invention, the regulating member has a cylindrical shape, and a diameter at one end is larger than a diameter at the other end. A stator is provided.
本願における3番目の発明において、1番目又は2番目の発明において、前記規制部材は、一方の端部において前記コイルエンドの端部を覆うように半径方向外側に向かって延在するフランジを有する、固定子が提供される。 In the third invention of the present application, in the first or second invention, the restriction member has a flange extending radially outward so as to cover the end of the coil end at one end. A stator is provided.
本願における4番目の発明において、1番目から3番目のいずれかの発明において、前記コイルエンド及び前記規制部材がモールド樹脂で被覆される、固定子が提供される。 In the fourth invention in the present application, in any of the first to third aspects, the coil end and the regulation member is coated with a molding resin, the stator is provided.
本願における5番目の発明において、1番目から4番目のいずれかの発明に係る固定子及び該固定子と協働する回転子を備える、電動機が提供される。 In the fifth aspect of the present application, it comprises a rotor to a stator and stator cooperating according to any one of the first to fourth aspects, the electric motor is provided.
前述した本願における発明によれば、特許文献1が開示する公知技術のように特別の装置を必要とすることなく、規制部材によって所望の形状を有するコイルエンドを形成できる。また、力が半径方向内側に向かってコイルエンドに作用する場合であっても、規制部材がコイルエンドの変形を防止し、コイルエンドの内側における絶縁距離を維持できる。 According to the invention in the present application described above, the coil end having a desired shape can be formed by the regulating member without requiring a special device as in the known technique disclosed in Patent Document 1. Further, even when the force acts on the coil end toward the inner side in the radial direction, the regulating member can prevent the deformation of the coil end and maintain the insulation distance inside the coil end.
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図示される実施形態の構成要素は、本発明の理解を助けるためにその縮尺が実用的な形態から変更されている場合があることに留意されたい。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the components of the illustrated embodiment may have been scaled from practical form to aid in understanding the present invention.
図1〜図3を参照して、本発明の実施形態に係る固定子10を説明する。図1は、固定子10を示す分解斜視図である。図2は、規制部材30が取付けられた状態の固定子10を示す斜視図である。図3は、結束部材40が取付けられた状態の固定子10を示す斜視図である。
With reference to FIGS. 1-3, the
固定子10は、回転電動機などの回転電機において図示されない回転子とともに使用される。固定子10は、鋼板を積層して形成される固定子コア12と、固定子コア12に形成されるスロットに巻回されるコイルと、を備えている。コイルには、例えば三相交流の電流が印加され、それにより回転磁界が生成される。固定子側で発生する回転磁界と、回転子との間の磁気的相互作用によって、回転子を回転させる回転動力が得られる。
The
固定子10の固定子コア12の形状は特に限定されないものの、図11を参照して固定子コア12の構成例について説明する。図11は、固定子コア12の例を示す平面図である。固定子コア12は、半径方向内側に向かって突出する複数の歯14を周方向に所定間隔を空けて有している。隣接する歯14の間には、軸線方向(すなわち、紙面に対して直交する方向)に延在するスロット16が形成される。固定子10のコイルを形成する電線は、スロット16を通って歯14の側面に沿って巻回される。
Although the shape of the
コイルは、公知の巻き方、例えば集中巻又は分布巻に従って形成される。図1を参照すると、コイルは、固定子コア12の端面12aから軸線方向Oの外側に突出するコイルエンド20を有している。図1において、コイルエンド20は簡単のために円筒形の部材として描かれている。
The coil is formed according to a known winding method such as concentrated winding or distributed winding. Referring to FIG. 1, the coil has a
規制部材30は、例えばプラスチックなどの変形しにくい材料から形成され、概ね円筒形の形状を有している。図4A及び図4Bを参照するとより良く分かるように、規制部材30は、固定子コア12から遠位に位置する第1の端部30aにおける直径が他方の第2の端部30bにおける直径よりも大きくなるように形成される。規制部材30の側面32は、概ね円弧状の断面を有しており、それにより第2の端部30bから第1の端部30aに向かって直径が連続的に増大するようになっている。
The regulating
規制部材30は、軸線方向Oに沿ってコイルエンド20の半径方向内側の空間に押込むことによって固定子10に取付けられる。それにより、規制部材30が図2に示されるように固定子10に取付けられた状態において、コイルエンド20の直径が固定子コア12の端面12aから離れるのに従って徐々に大きくなるようにコイルエンド20が変形する。規制部材30の側面32は、コイルエンド20の所望の形状に対応して予め定められた形状を有している。それにより、規制部材30を固定子10に取付ける際に、コイルエンド20の形状を規制部材30の側面32に沿って変形させることによって、所望の形状を有するコイルエンドが形成される。
The regulating
このように、コイルエンド20は、規制部材30の側面32の形状に従って変形することによって、結果的に所望の形状を有するようになる。このような方法によれば、前述した特許文献1に開示される公知技術のように、特別な装置を必要としない。それにより、装置の設置及び稼働のために必要な空間及び設備が不要となり、コストが削減される。また、装置の取扱いに関連する工程も削減でき、作業効率が向上する。また、治具を使用してコイルエンドを整形する場合と比べても、コイルの電線を損傷させる虞が低いので、より信頼性の高い固定子が提供される。
As described above, the
規制部材30が所定位置に配置された状態で、規制部材30及びコイルエンド20は、図3に示されるように結束部材40によって一緒に固定される。図示された実施形態において、結束部材40は横紐42及び縦紐44から形成される。横紐42はコイルエンド20の全周にわたって巻かれており、コイルエンド20及び規制部材30を半径方向において互いに結束させる作用を有する。一方、縦紐44は、規制部材30の内表面34及びコイルエンド20の周りに巻回されるように軸線方向Oに設けられる。縦紐44は、コイルエンド20及び規制部材30を軸線方向Oにおいて互いに結束する作用を有する。さらに、横紐42及び縦紐44は互いに接続され、軸線方向及び半径方向の両方においてコイルエンド20及び規制部材30を所定位置に保持する。
In a state where the regulating
本発明の実施形態において使用される結束部材は、図示された特定の形態に限定されない。例えば、図示された縦紐44は、概ね軸線方向Oに沿って設けられるものの、軸線方向Oに対して傾斜するように、すなわちコイルエンド20に対して螺旋状に巻回されてもよい。或いは、結束バンド、例えばタイラップを縦紐として使用してもよい。結束部材の個数も特定の態様に限定されず、必要に応じて決定される。また、その他の公知の態様も同様に結束部材として採用され得る。
The binding member used in the embodiment of the present invention is not limited to the specific form shown. For example, although the illustrated
一実施形態において、コイルエンド20及び規制部材30がモールド樹脂によって被覆されてもよい。モールド樹脂は、コイルエンド20及び規制部材30を一緒に固定するので、コイルエンド20及び規制部材30の位置ずれを防止できる。モールド樹脂は、金型その他の冶具によって、コイルエンド20及び規制部材30を固定するのに必要な範囲にわたって形成される。モールド樹脂は、結束部材が取付けられた状態で形成されてもよいし、結束部材が取付けられることなく形成されてもよい。
In one embodiment, the
前述したように、本実施形態によれば、規制部材をコイルエンドの半径方向内側に配置することによって、コイルエンドが半径方向内側に変形するのを防止できる。したがって、コイルエンド内方における絶縁距離が確保されるので、信頼性の高い固定子が提供される。また、コイルエンドを規制部材の形状に従って変形させることによって、所望の形状を有するコイルエンドを容易に形成できるので、特別の装置及び熟練の技術が要求されない。また、必要以上にコイルエンドを変形させる虞もないので、コイルエンドの損傷を防止できる。このように、コイルエンドの整形作業を簡易化することによって、作業効率が向上し、コストが削減される。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to prevent the coil end from being deformed radially inward by disposing the regulating member on the radially inner side of the coil end. Therefore, since the insulation distance inside the coil end is ensured, a highly reliable stator is provided. Further, since the coil end having a desired shape can be easily formed by deforming the coil end in accordance with the shape of the restricting member, no special device or skilled technique is required. Moreover, since there is no possibility of deforming the coil end more than necessary, damage to the coil end can be prevented. As described above, by simplifying the coil end shaping work, the work efficiency is improved and the cost is reduced.
続いて、前述した実施形態とは異なる本発明の他の実施形態について説明する。以下の説明において、既に述べた内容と重複する事項については説明を適宜省略する。また、同一又は対応する構成要素には同一の参照符号が使用される。 Subsequently, another embodiment of the present invention different from the above-described embodiment will be described. In the following description, the description overlapping with the contents already described will be omitted as appropriate. The same reference numerals are used for the same or corresponding components.
図5は、本発明の別の実施形態に係る固定子10’を示す斜視図である。本実施形態に係る固定子10’においては、コイルエンド20及び規制部材30を互いに結束する結束部材50の構成が図1〜図3に関連して前述した実施形態の結束部材40と相違する。結束部材50は概ね円環状の紐である。結束部材50は、コイルエンド20及び規制部材30の周りに巻回された状態で、例えば固定子コア12の端面12aに形成された取付機構部60によって固定される。
FIG. 5 is a perspective view showing a
図6は、結束部材50の取付機構部60を示す部分拡大図である。結束部材50の円弧の一部にわたって延在する第1の円弧部分50aと、第1の円弧部分50aから直径方向反対側に位置する第2の円弧部分50bとが、取付機構部60に引掛けられて係止される。それにより、結束部材50がコイルエンド20及び規制部材30を互いに固定した状態で取付けられる。図示された実施形態において、取付機構部60は、固定子コア12の端面12aの外側に突出するフックの形態を有している。取付機構部60は、例えば固定子コア12の端面12aを形成するのに使用される鋼板の一部を「U」字状に切込みを形成し、「U」字状に切断された部分を端面12aに対して「L」字状に折曲げることによって形成される。或いは、取付機構部60は、固定子コア12とは別個の部材から形成されてもよい。なお、結束部材の取付を補助する取付機構部は、図示された特定の形状、配置及び個数のいずれにも限定されないことはいうまでもない。
FIG. 6 is a partially enlarged view showing the
図7〜図10を参照して、規制部材の他の構成例を説明する。図7A及び図7Bに示される規制部材70は、図4A及び図4Bに示される規制部材30の変形例である。規制部材70は、前述した規制部材30と同様に、第1の端部70aにおける直径が第2の端部70bにおける直径よりも大きくなるように形成されている。しかしながら、規制部材70は、第2の端部70bの近傍において一定の直径を有するように鉛直方向に延びる鉛直側面72と、鉛直側面72の端部から第1の端部70aに向かって直径が連続的に拡大するように傾斜する傾斜側面74と、を有している。
With reference to FIGS. 7-10, the other structural example of a control member is demonstrated. The
図8A及び図8Bに示される規制部材80は、第1の端部80aにおける直径が第2の端部80bにおける直径よりも大きくなるように形成されている点は他の規制部材と同様である。しかしながら、規制部材80は、第2の端部80bから第1の端部80aに向かって段階的に拡大する直径を有するように段付き側面82を有している。
The restricting
図9A及び図9Bに示される規制部材90は、第1の端部90aにおける直径が第2の端部90bにおける直径よりも大きくなるように形成されている点は他の規制部材と同様である。しかしながら、規制部材90は、周壁部92が平面視(図9B参照)において正多角形、例えば正十角形の形状を有している。周壁部92の側面92aは、第1の端部90a及び第2の端部90bとの間にわたって傾斜している。
The
図10A及び図10Bに示される規制部材100は、概ね円筒形の側壁102と、規制部材100の一方の端部100aにおいて半径方向外側に向かって延在するフランジ104と、を有している。フランジ104は、例えば固定子のコイルエンドの端部を少なくとも部分的に覆うのに十分な長さにわたって側壁102から突出している。したがって、規制部材100をコイルエンドの半径方向内側に取付けた状態では、コイルエンドは、平面視において規制部材100によって少なくとも部分的に隠れるようになる。このように半径方向外側に延出するフランジ104を備える規制部材100は、コイルエンドの高さ方向(すなわち軸線方向)の位置を規制する作用を有する。それにより、コイルエンドの端部における絶縁距離が確保される。また、規制部材100のフランジ104は、コイルエンドの端部を少なくとも部分的に覆うように形成されるので、コイルエンドを保護する作用を有する。このようなフランジは、前述した他の実施形態に係る規制部材30,70,80,90のいずれにも任意に形成され得る。それにより、前述したような効果が同様に得られる。
The
図4及び図7〜図10に関連して前述した種々の形態を有する規制部材70,80、90,100のうちのいずれを使用しても、所望の形状を有するコイルエンドを形成できるとともに、コイルエンドの半径方向内側への変形を防止できる。これら種々の規制部材は例示であり、本発明において採用可能な規制部材は、図示される特定の形状の規制部材に限定されないことに留意されたい。
A coil end having a desired shape can be formed using any of the regulating
以上、本発明の種々の実施形態を説明したが、本明細書において明示的又は暗示的に開示される複数の実施形態の特徴を任意に組合せることによっても本発明を実施できることは当業者に自明であり、そのような任意の組合せの態様も本願明細書の開示の範囲内に含まれる。 Although various embodiments of the present invention have been described above, it will be understood by those skilled in the art that the present invention can be implemented by arbitrarily combining features of the embodiments disclosed explicitly or implicitly in this specification. Obviously, any combination of such embodiments is also within the scope of the disclosure herein.
10 固定子
10’ 固定子
12 固定子コア
12a 固定子コアの端面
16 スロット
20 コイルエンド
30 規制部材
40 結束部材
50 結束部材
60 取付機構部
70 規制部材
80 規制部材
90 規制部材
100 規制部材
104 フランジ
O 軸線方向
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記コイルは、前記固定子コアの端面から軸線方向外側に突出するコイルエンドを有しており、
当該固定子は、前記コイルエンドが半径方向内側に変形するのを防止する規制部材を前記コイルエンドの半径方向内側に備えており、
前記固定子コアが、前記規制部材及び前記コイルエンドを軸線方向において結束する結束部材を取付ける取付機構部を有する、回転電機の固定子。 A stator of a rotating electrical machine comprising: a stator core having a plurality of slots extending in the axial direction at intervals in the circumferential direction; and a coil wound through the slots,
The coil has a coil end protruding outward in the axial direction from the end face of the stator core,
The stator includes a regulating member that prevents the coil end from being deformed radially inward, on the radially inner side of the coil end ,
The stator of a rotating electrical machine, wherein the stator core includes an attachment mechanism portion for attaching a binding member that binds the restriction member and the coil end in the axial direction .
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